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    一、引言

    隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，voip(voice over ip)技術已經(jīng)成為語音通信技術領域的一個強有力的競爭者。voip是利用網(wǎng)絡作為傳輸載體實現(xiàn)語音通信的技術，以太電話機則是以voip為基礎實現(xiàn)的語音通信終端。在未來的幾年內(nèi)，ip電話必將在電信市場占到舉足輕重的地位，對以太電話機的研究是符合市場需求并具有巨大的市場潛力和發(fā)展前景。以太電話機價格相對昂貴和話音質(zhì)量方面的問題是目前開發(fā)工作的重點。本設計是基于德國infineon公司的sda80d51芯片實現(xiàn)的，因為芯片的選擇和設計上的巧妙，使該話機具有集成度高、結(jié)構簡單、成本低等特點，具有較高推廣價值。

    二、硬件設計

    話機采用sda80d51芯片和以太網(wǎng)接口芯片rtl8019as實現(xiàn)。由于采用了高集成的sda80d51芯片，使系統(tǒng)硬件電路結(jié)構簡單，整體硬件成本低廉、集成度較高。

    1、sda80d5l

    英飛凌公司生產(chǎn)的sda80d51芯片是一種具有特殊結(jié)構的微處理器，是將16位dsp和增強型微處理器(8051微處理器的擴展版本)高度集成，并同時集成有模／數(shù)轉(zhuǎn)換單元(adc與dac)，面向語音處理的專用芯片。芯片同時提供有一個內(nèi)存控制單元mmu和片上104kb的ram。它具有程序和數(shù)據(jù)分開的總線結(jié)構，流水線操作功能，單周期硬件乘法器和適合數(shù)字信號處理的高效指令集。此芯片的c編譯能力很強，匯編出的目標代碼效率會更高。正是此芯片高度集成后具備的強大功能和其相對低廉的價格，使其成為設計此系統(tǒng)的首選。

    sda80d51的基本結(jié)構如圖1所示，由其組成單元來看，實現(xiàn)三種主要功能，即語音壓縮(dsp)、系統(tǒng)管理及信令控制(8051微處理器)、語音編碼(codec)。語音信號在芯片集成的語音采樣接口模塊進行a／d和d／a轉(zhuǎn)換，語音的壓縮處理則由dsp模塊進行，但傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)打包是由這個c51模塊完成的。編解碼壓縮處理后由控制模塊進行對語音的接收發(fā)送控制，同時主控模塊還要完成對整個系統(tǒng)控制工作。

    圖1 sda80d51工作原理示意圖

    2、網(wǎng)絡接口控制模塊

    網(wǎng)絡接口控制模塊采用realtek公司的具有高度集成化的以太網(wǎng)控制芯片rtl8019as。這一芯片具有很多優(yōu)點，已廣為采用。它與ne2000兼容，支持8位、16位數(shù)據(jù)總線；全雙工，收發(fā)可同時達到10mbps，有睡眠模式，可有效地降低功耗；內(nèi)置16kb的sram用于收發(fā)緩沖，可減輕主處理器在速度上的壓力；可選擇連接同軸電纜和雙絞線，并可自動檢測所連接的介質(zhì)。

    系統(tǒng)使用rtl8019as來實現(xiàn)以太網(wǎng)媒介訪問層(mac)和物理層(phy)的功能，包括mac數(shù)據(jù)幀的收發(fā)，地址識別，crc編碼校驗，超時重傳，鏈路完整性測試，信號極性檢測糾正等。主處理器在rtl8019as的外部總線上讀寫mac幀。其中，接收控制器用于將接收的串行數(shù)據(jù)拼成字節(jié)送到crc校驗單元，發(fā)送控制器則是將送來的字節(jié)送到crc編碼單元并逐個按位移出；crc邏輯在接收時對輸人的數(shù)據(jù)進行crc校驗，發(fā)送時對幀數(shù)據(jù)產(chǎn)生crc校驗序列，并附加在數(shù)據(jù)尾傳遞；地址識別邏輯對接收幀的目的地址與預先設置的本地物理地址進行比較，如不符合要求則拒收。rtl8019as還使用內(nèi)部存儲緩沖器對與核心控制單元數(shù)據(jù)交換進行緩沖，以優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度。

    3、其它電路設計

    考慮到協(xié)議代碼的存儲需求，使用一塊flash作為擴展存儲單元存放代碼，同時還設計了撥號鍵盤到核心控制單元的控制電路。硬件的設計還可以根據(jù)不同的需求，進行相應的調(diào)整，以實現(xiàn)其它的增值業(yè)務功能。

    三、軟件設計

    系統(tǒng)的軟件是基于sda80d51設計開發(fā)的。話機軟件結(jié)構框圖2如下：